海底管道防冲刷保护技术的发展现状与趋势

简略描述了海底冲刷及沙波运动对海底管道的危害,分析总结了海底管道冲刷掏空机理研究的现状,提出了机理研究的发展方向;分别介绍了国内外海底管道防冲刷保护的专利技术及其应用现状。     

海底管道与海床相互作用研究综述

随着海上油气田的快速发展,目前我国已建海底管道超过6 000 km。近年来,管道事故时有发生,管道工程的安全性和管道的稳定性问题得到越来越多研究学者的重视。鉴于海底管道与海床的相互作用是研究管道稳定性问题的关键,阐述了海底管道在波浪作用下与海床间相互作用的试验研究现状,包括机械加载式试验、水槽模型试验、离心模型试验等;以及理论研究现状,包括解析方法和数值方法等。最后对波浪作用下海底管道和海床相互作用尚待研究的问题进行了展望,研究分析认为正确建立管道与海床本构模型等问题是未来研究海底管道稳定性的重要方向。     

海底输水管道中气阻及水击问题研究进展

针对海底输水管道工程中存在的对输水目标不利的驼峰气阻和水击问题,引入气泡理论和流态分析方法计算分析跨海输水管道中驼峰气阻的形成过程,采用特征线法建立输水管道中加压泵事故断电引发的水击计算模型,介绍了海底输水管道中的水击防护措施,指出空气罐在海底输水系统中有特殊的优势,和管道一体化后可实现海底封闭式供水,描述了空气罐的数学模型。认为海底管线布置应尽量保证地形平缓,应充分重视空气罐防护技术,它们是实现海底输水管道安全运行的关键。     

福建某跨海供水工程海底管道铺设施工技术要点初探

该文结合福建某海岛跨海供水工程海底管道铺设施工实践,分析不同海域海底管道铺设方法选择和适用条件,提出铺管定位、管道结构施工、埋设与固定施工、两岸端管道结构设置和关键工序质量控制等技术要点,可供类似跨海供水工程海底管道铺设施工参考。     

地震时海底悬跨管道动力特性试验研究

铺设在地震活跃区域的海底管道可能在地震荷载作用下发生破坏。利用水下振动台研究了海底悬跨管线在地震作用下的动力反应。试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。完成了这些因素组合的120组试验，得到海底悬跨管道动力响应特性。试验结果表明水中管道与陆地悬空管道的动力反应存在明显差别；悬跨长度是控制管道反应的关键，水平地震输入对管道反应起控制作用，海底悬跨管道在地震作用下的反应与受波和流作用下的反应也存在差别。     

波流作用时海底悬跨管道水动力试验研究

利用造波机研究了波浪作用下海底悬空管道在恒定水流中的动力反应。试验中考虑了水流速度、悬空段长度、波浪高度、水深、管内是否有水等因素,得到海底悬跨管道的动力响应特性。试验结果表明:控制悬空段长度是控制海底悬跨管道动力反应的决定因素;悬跨管道上各测点的最大应变随着水深的增加而减小;管道的动力响应随着波浪高度的增大而减小;管道在管内无水时的动力反应要大于管内有水时的情况。海底悬跨管道在波流作用下的反应与受地震作用下的反应也存在差别。更多还原     

围海造陆工程对海底管线的影响及防护方案的研究

在海底管线上部进行围海造陆,吹填土对海底管线近海登陆接岸部分管段的安全存在着一定的影响。当围海造陆回填高度过大时,管道中的附加应力与管道在运行状态下原有温度应力的组合可能超过管道材质的屈服应力,管道极有可能发生破坏,造成严重的工程和社会问题。本文通过理论计算与数值分析的手段对海底管线在吹填荷载作用下的应力分布进行了分析,提出围海造陆中海底管线的荷载过渡防护的概念,基于该理念通过理论计算及有限元分析提出了海底管线保护方案并在工程中得以应用,根据工后监测数据证明了该方法的可行性。     

舟山大陆引水海底管道施工技术概论

介绍了舟山海底管道设计、施工特点，探索长距离、大口径、薄壁海底管道的施工方法，具体包括：(1)管道设计；(2)管道施工；(3)铺管；(4)托管架设计；(5)锚泊系统设计。     

海底管道平面位置成果互算方法研究

针对海底管道检测数据处理中涉及到的地理坐标成果和起点距成果的不统一,研究了海底管道检测数据处理中成果互算内容及其方法,并提出了基于ARCGIS Engine实现成果互算的计算机自动化处理方法。该研究成果在册镇海底管道检测中得到应用,并对于其他管道检测数据处理及断面测量数据处理提供了借鉴和参考。     

波流作用下海底管道的水动力和在位稳定性研究的近代进展

近年来，随着海上油、气田的相继开发，海底管道作为输送近海油、气产品至岸上终端这样的连续结构物，其工程地位十分重要，国内外建设的数量是与日剧增。海底管道设置在恶劣的海洋环境中，将承受各类环境载荷，其中流、流引起的水动力载荷最为重要。对海底管道这样的海洋工程，保证其正常运行和结构自下而上期的安全，是直接与海底管道所受的水动力及其在位稳定性密切相关的。     

册子岛-镇海海底冲淤变化及其输油管道状态分析

海底输油管道具有运油能力大、快捷、经济等优点,但状态不佳的海底输油管道有可能变形、破裂,从而对水体环境安全造成极大威胁。以册子岛-镇海海底管道与其周围海床为例,采用多波束测深系统、单波束测深系统、浅地层剖面仪和侧扫声呐等仪器实施外业,将几种仪器的测量结果进行汇总分析。利用统计分析,绘制地形图、管道位置图、状态成果表和计算海床冲淤量等方法,分析获得近年来海底管道状态信息、管道位置及埋深、水下地形变化情况等,并计算海床冲淤量。新泓口等围垦工程使镇海一侧边滩淤积,灰鳖洋内部潮量增加,造成了局部海床冲刷变深,海底管道KP10～KP13附近海床近年来持续冲刷,导致管道KP10.5附近在2017年11月检测出一段长49 m的管道悬空段。2018年上半年,海底管道经再次挖沟整治后已沉入管道沟,为及时发现受海床冲刷而形成的管道悬空长度超限等险情并了解管道沟的回淤情况,应保持现有监测频率。     

汹涛海底波浪海流复合边界层的研究

在波浪和海流控制的浅水和中等水深海域,海底附近波浪、海流复合边界层中的流体运动可以确定海底管道所受的流体力。了解边界层中的流体运动对于必须抵御环境力的裸露管道的设计是十分重要的。在海底管道设计的风暴条件下,波浪边界层的厚度可达0.5米,这对于这一区域的模拟是十分重要的。当流体和海底之间的摩擦对表面水波的分解有所影响时,边界层中的流体运动是控制泥沙输移和冲刷的主要根据。为了研究汹涛海底波浪、海流     

海底管道埋设机及其应用

浙江省舟山市大陆引水应急工程跨海段敷埋管工程是国内第1根大直径、长距离的海底输水管道.重点介绍该工程海底埋管施工使用的水力喷射埋设机,描述了其设计原理及在施工实践中的改进措施以及对国内外海底管道埋设,并进行概要的描述和展望.     

跨海引水管道路由布置及勘测调查要求研究

海底管线路由是管道系统工程设计和工程建设的基础,要铺设海底输水管道,首先要选择合适的管线路由。对于跨海输水管道,目前国内尚无完整、系统的勘测规范。在对舟山市大陆引水工程等已建工程的分析研究的基础上,着重介绍跨海输水管道路由的布置原则和勘测调查要求。     

浅地层剖面仪在跨海海底引水管道建设工程中的应用

该文阐述浅地层剖面仪工作原理和美国Edgetech公司制造的3200XS型水下浅地层剖面仪系统工作方式。浅地层剖面仪成功应用于福鼎市沙埕镇跨海海底引水管道建设工程海域地质勘探中,分析了礁石、淤泥、淤泥质粘土、砂和原海底管道在浅地层剖面图中的反射特征。结果表明,水下浅地层剖面探测技术能清晰、直观地揭示海底地形地貌和地层地质情况,可以为跨海引水管道建设工程提供可靠的地质资料,具有良好的应用前景。     

浅谈城市供水管道维修施工技术

对城市管道维修方法进行归纳总结,结合临沂城30万吨供水工程一期管道的施工,从技术角度分析管道维修施工方法,提出了局部内衬法。     

导流板对海底管道绕流影响的数值模拟与试验研究

采用试验研究和数值模拟相结合的方法为对海底管道添加导流板后的绕流特性进行了研究。数值模型利用有限体积法进行离散,湍流模型采用标准kε湍流模型。通过对比分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。同时对不同间隙比下导流板对迎流面前驻点、流速分布、管道表面压力分布、升阻力系数及床面剪应力的影响进行了分析,为海底管道冲刷及防护技术的进一步研究奠定了基础。     

孤立波作用下海底管道允许悬跨长度简化计算

分析海底管道稳定性时,需要重点考虑管道发生悬空的情况。由于我国油田大多建设在近海地区,因此在考虑管道悬空问题时需考虑浅水区波浪的特点。基于孤立波理论,考虑浅水区波浪的特点,给出浅水区管道悬空段所受的动水作用力。针对常见的悬空形式,从管道最大静弯曲应力不超过材料许用应力的角度出发,推导出浅水区管道允许悬空长度的计算式。最后结合渤海湾某油田海底管道工程,计算出该海区管道的允许悬跨长度,认为该海区有部分管道已超过计算的允许悬跨长度,应进行加固处理。     

舟山市引水工程海底管道垂向稳定性控制措施研究

舟山市大陆引水三期工程海底管道路由靠近宁波侧的西部浅滩海域,海床基础为淤泥或淤泥质粉质黏土,如果不采取措施,在管沟回淤过程中,海底管道存在上浮风险。本文通过对该区域两种典型土壤工况下管道上浮风险进行分析计算,得出管道存在上浮风险的结论。结合该项目特点,对三种控制风险措施方案进行分析,经比较后,确定采用混凝土联锁排方案,供施工参考。     

大型预应力钢筒混凝土管道(PCCP)接口维修处理措施

大型预应力钢筒混凝土管道(PCCP)接口,在施工和运行过程中难免会出现不同程度的损坏,接口的维修处理对PCCP管道运行效果起着至关重要的作用。文中介绍了南水北调中线京石段应急供水工程(北京段)PCCP管道接口处理维修实践,该段PCCP管道内径为4 000 mm,对其在打压试验中不合格的管道接口给出了三种具体的处理措施。